CN111613481B - 基于双储能电容的抗晃电智能控制器 - Google Patents

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    • H02J9/06—Circuit arrangements for emergency or stand-by power supply, e.g. for emergency lighting in which the distribution system is disconnected from the normal source and connected to a standby source with automatic change-over, e.g. UPS systems

Abstract

本发明公开了一种基于双储能电容的抗晃电智能控制器，包括主控储能电容、主控电路、驱动电路、晶闸管模组、磁保持状态输出继电器、继电器储能电容和电源管控电路电容状态检测电路，用电源管控电路联控主控储能电容和磁保持状态输出继电器储能电容，外部电压正常上电时，电源管控电路给主控储能电容和继电器储能电容快速充电，并检测两电容的容量和状态，电压正常时，输出状态继电器的置位电压由电源提供，复位由储能电容提供；晃电时，由主控储能电容提供主控电路和驱动电路所需的电能，并由电源管控电路检测两电容的电压；晃电延时超时关断驱动电路和磁状态输出继电器。

Description

基于双储能电容的抗晃电智能控制器
技术领域
本发明属于电力电子技术领域，具体涉及一种基于双储能电容的抗晃电智能控制器。
背景技术
接触器是利用市电、工业电或低压电控制主回路闭合或开路，从而开启或关停大负载的电器。由于控制系统的需要，接触器一般都自带状态输出，其反应接触器的控制状态从而便于控制安全，主要应用于工业、电力等领域，对大型用电设备如大型电机、行车、反应釜设备进行控制。
目前常用的接触器为交流接触器，主要利用控制回路通电使电磁线圈产生磁力吸合触头从而闭合主回路，这种结构成本相对较低，体积小，但因为存在机械动作结构和触头电气开闭结构，可靠性相对较低。而且由于闭合是通过控制回路中的电流产生磁力控制，当控制回路电压波动时，控制电流减小导致接触器释放而切断主回路的电流。这种特性在一些需要连续运行要求较高的设备，如化工制造等场合会因电网波动、控制回路或导轨暂时接触不良，直接切断流水线或设备的运行，造成无必要停机，从而影响设备流水线的正常工作甚至直接造成重大经济损失。为了解决上述问题，使继电器具备抗晃电功能，目前主要有两种方案：一是给继电器配备用电池，接触回路掉电时，由备用电池供电暂时提供吸合主回路所需的电能；二是把电磁铁吸合结构改成磁保持吸合结构，在控制回路中通反向电流才断开主回路。
目前，利用双向晶闸管来实现主回路开闭控制的新型接触器，还未有相关抗晃电结构和产品。
发明内容
鉴于以上存在的技术问题，本发明用于提供一种基于双储能电容的抗晃电智能控制器，用于采用两组储能电容分别为主控和状态输出继电器供电。
为解决上述技术问题，本发明采用如下的技术方案：
一种基于双储能电容的抗晃电智能控制器，包括开关电源、主控储能电容、微处理器主控电路、驱动电路、双向晶闸管模组、继电器驱动电路、状态输出继电器、继电器储能电容、电源管控电路和电容状态检测电路，
采用电源管控电路联控主控储能电容和磁保持状态输出继电器储能电容继电器储能电容，
外部电压正常上电时，电源管控电路给主控储能电容和继电器储能电容快速充电，并利用电容状态检测电路检测两电容的容量和状态，电压正常时，状态输出继电器的置位电压由开关电源提供，复位由继电器储能电容提供；晃电时，由主控储能电容提供主控电路和驱动电路所需的电能，并由电源管控电路检测主控储能电容和继电器储能电容的电压；晃电延时超时关断驱动电路和状态输出继电器，当主控储能电容电量不足时，电源管控电路自动驱动继电器储能电容关断驱动电路和状态输出继电器；当继电器电量不足时，微处理器主控电路关断驱动电路并利用主控储能电容的电量关断状态输出继电器。
优选地，所述主控储能电容和继电器储能电容互为备份。
优选地，所述主控电路采用飞思卡尔-恩智浦生产的型号为MKL04Z32VLC4的ARM微控制器。
优选地，所述继电器储能电容由两个并联的电容器组成。
优选地，所述主控储能电容为较大容量的电解电容或小型超级电容。
采用本发明具有如下的有益效果：采用两组储能电容分别为主控和状态输出继电器供电，而且利用电源管控电路实现主控储能电容为状态输出继电器储能电容的备份，使本发明的抗晃电智能控制器在任一储能电容发生故障时，都能及时可靠的关断控制器。
附图说明
图1为本发明实施例的基于双储能电容的抗晃电智能控制器的电路原理框图；
图2为本发明实施例的基于双储能电容的抗晃电智能控制器主控电路的主控芯片示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
参照图1，所示为本发明实施例的基于双储能电容的抗晃电智能控制器，包括开关电源、主控储能电容、微处理器主控电路、驱动电路、双向晶闸管模组、继电器驱动电路、状态输出继电器、继电器储能电容、电源管控电路和电容状态检测电路，采用电源管控电路联控主控储能电容和磁保持状态输出继电器储能电容，外部电压正常上电时，电源管控电路给主控储能电容和继电器储能电容快速充电，并检测两电容的容量和状态，电压正常时，状态输出状态继电器的置位电压由开关电源提供，复位由继电器储能电容提供；晃电时，由主控储能电容提供主控电路和驱动电路所需的电能，并由电源管控电路检测主控储能电容和继电器储能电容的电压；晃电延时超时关断驱动电路和状态输出继电器，当主控储能电容电量不足时，电源管控电路自动驱动继电器储能电容关断驱动电路和状态输出继电器；当继电器电量不足时，微处理器主控电路关断驱动电路并利用主控储能电容的电量关断状态输出继电器。对于状态输出继电器的置位和复位，由继电器驱动电路来操作。
在具体应用实例中，参见图2，主控电路采用飞思卡尔-恩智浦生产的型号为MKL04Z32VLC4的ARM微控制器。
在具体应用实例中，继电器储能电容由两个并联的电容器组成。
在具体应用实例中，主控储能电容为较大容量的电解电容或小型超级电容。
通过以上技术方案，本发明针对双向晶闸管的新型新触器设计一种不需要备用蓄电池且能自检测和确保接触器关断的双电容储能抗晃电电路结构，其采用电容蓄能所以具有充电快，适用温度范围广，价格便宜，寿命长，结构小等特性，而且主控电路可以实现抗晃电延时时间精确可调，任一储能电容故障依旧能实现安全关断，电容故障自诊断等功能，防止接触器出现无法关断的恶性故障。
应当理解，本文所述的示例性实施例是说明性的而非限制性的。尽管结合附图描述了本发明的一个或多个实施例，本领域普通技术人员应当理解，在不脱离通过所附权利要求所限定的本发明的精神和范围的情况下，可以做出各种形式和细节的改变。

Claims (5)

1.一种基于双储能电容的抗晃电智能控制器，其特征在于，包括开关电源、主控储能电容、微处理器主控电路、驱动电路、双向晶闸管模组、继电器驱动电路、状态输出继电器、继电器储能电容、电源管控电路和电容状态检测电路，驱动电路与双向晶闸管模组电连接，继电器驱动电路和状态输出继电器电连接，
采用电源管控电路联控主控储能电容和继电器储能电容，
外部电压正常上电时，电源管控电路给主控储能电容和继电器储能电容快速充电，并利用电容状态检测电路检测两电容的容量和状态，电压正常时，状态输出继电器的置位电压由开关电源提供，复位由继电器储能电容提供；晃电时，由主控储能电容提供微处理器主控电路和驱动电路所需的电能，并由电源管控电路检测主控储能电容和继电器储能电容的电压；晃电延时超时关断驱动电路和状态输出继电器，当主控储能电容电量不足时，电源管控电路自动驱动继电器储能电容关断驱动电路和状态输出继电器；当继电器储能电容电量不足时，微处理器主控电路关断驱动电路并利用主控储能电容的电量关断状态输出继电器。
2.如权利要求1所述的基于双储能电容的抗晃电智能控制器，其特征在于，所述主控储能电容和继电器储能电容互为备份。
3.如权利要求1所述的基于双储能电容的抗晃电智能控制器，其特征在于，所述微处理器主控电路采用飞思卡尔-恩智浦生产的型号为MKL04Z32VLC4的ARM微控制器。
4.如权利要求1所述的基于双储能电容的抗晃电智能控制器，其特征在于，所述继电器储能电容由两个并联的电容器组成。
5.如权利要求1所述的基于双储能电容的抗晃电智能控制器，其特征在于，所述主控储能电容为电解电容或超级电容。
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